(57)【要約】【課題】  実写画像の立体表示を行うことができる立体画像表示方法を提供することにある。【解決手段】  １つの２次元画像Ｉ（ｉ）を選択し、対応する視点位置Ｖ（ｉ）から見ることができる１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）を複数の画素の中から選択する。選択した２次元画像を貼り付けた仮想面Ｂ（ｉ）を想定し、2次元画像中における被写体中心点に対応する画像中心点がディスプレイ面の中心と一致するように仮想面を配置する。次に視点位置Ｖ（ｉ）から選択した１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）を通って仮想面Ｂ（ｉ）まで延びる仮想延長線ＰＬを想定する。仮想延長線ＰＬと仮想面Ｂ（ｉ）とが交わる交点に対応する仮想面Ｂ（ｉ）に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色を、１つの画素から視点位置に向かう方向の１つの画素の表示色として決定する。【選択図】  図３
2006189962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が円筒形のディスプレイ面を形成し且つ各画素が水平方向の角度によって異なる色及び明るさの光を出せるように構成されている３次元ディスプレイ装置を用いて、裸眼で視認できる立体画像を前記ディスプレイ面の外側に居る人に提示する立体画像表示方法であって、
前記立体画像として表示する被写体を、1点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して複数の２次元画像を取得するか、または前記被写体を前記被写体中心点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して得ることができる複数の２次元画像と同等の複数の２次元疑似画像をコンピュータグラフィックス技術を用いて作成してこれを前記複数の２次元画像として取得する第１のステップと、
前記複数の２次元画像から１つの２次元画像を選択し、また選択した前記１つの２次元画像に対応する視点位置から見ることができる１つの前記画素を前記複数の画素の中から選択する第２のステップと、
選択した前記１つの２次元画像を貼り付けた仮想面を想定し、前記１つの２次元画像中における前記被写体中心点に対応する画像中心点が前記円筒形のディスプレイ面の中心と一致し、かつ前記視点位置と前記ディスプレイ面の円筒中心とを結んだ直線が前記仮想面となす角度が前記被写体中心点と前記撮影機器のレンズ主点とを結んだ直線と前記撮影機器の撮像面がなす角度と一致するように前記仮想面を配置する第３のステップと、
前記視点位置から選択した前記１つの画素を通って前記仮想面まで延びる仮想延長線を想定する第４のステップと、
前記仮想延長線と前記仮想面とが交わる交点に対応する前記仮想面に貼り付けたものと想定した前記２次元画像上の色に基づいて、前記１つの画素から前記視点位置に向かう方向の前記１つの画素の表示色を決定する第５のステップと、
前記視点位置から見える前記複数の画素について前記第２乃至第５のステップを実行して前記複数の画素についての表示色を決定する第６のステップと、
前記複数の２次元画像の全てについて、前記第２乃至第６のステップを実行する第７のステップと、
前記複数の画素が、前記複数の２次元画像に対応する前記複数の視点位置からそれぞれ前記ディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された前記表示色になるように、前記複数の画素が出す光の色を前記光が出る水平方向の角度に応じて変えるように前記３次元ディスプレイ装置を制御する第８のステップとからなる立体画像表示方法。
【請求項２】
前記第５のステップでは、前記仮想延長線と前記仮想面とが交わる交点に対応する前記仮想面に貼り付けたものと想定した前記２次元画像上の色と、前記交点の周囲にある複数の点に対応する前記仮想面に貼り付けたものと想定した前記２次元画像上の複数の色とに基づいて、前記交点と前記複数の点との距離に応じた重み付き平均演算処理を行って前記１つの画素の表示色を決定することを特徴とする立体画像表示方法。
【請求項３】
前記３次元ディスプレイ装置は、
複数の発光素子が縦に列を成すように配置されてなる一次元発光素子列が、周方向に所定の間隔をあけて複数配置されて構成された発光素子列構造体と、
前記発光素子列構造体の外側に配置され、複数のスリットが周方向に所定の間隔をあけて配置された構造を作るために、複数の遮光部が周方向に所定の間隔をあけて配置されてなる遮光部構造体とを備え、
前記発光素子列構造体と前記遮光部構造体とを、相反する方向に回転させ且つ複数の前記一次元発光素子列に含まれる前記複数の発光素子の発光を制御することにより、前記発光素子列構造体と前記遮光部構造体との間の空間に複数の画素から構成される前記ディスプレイ面を形成するように構成されている請求項１または２に記載の立体画像表示方法。
【請求項４】
前記第１のステップの実行と前記第２乃至第７のステップの実行とをリアルタイムで行うことを特徴とする請求項１または２に記載の立体画像表示方法。
【請求項５】
前記２次元画像の結像面が曲面等のように単一平面ではない面形状のときには、前記仮想面を前記結像面と同じ面形状にする請求項１に記載の立体画像表示方法。
【請求項６】
複数の発光素子が縦に列を成すように配置されてなる一次元発光素子列が、周方向に所定の間隔をあけて複数配置されて構成された発光素子列構造体と、
前記発光素子列構造体の外側に配置され、複数のスリットが周方向に所定の間隔をあけて配置された構造を作るために、複数の遮光部が周方向に所定の間隔をあけて配置されてなる遮光部構造体とを備え、
前記発光素子列構造体と前記遮光部構造体とを、互いに一定の速度比を保って回転させ且つ複数の前記一次元発光素子列に含まれる前記複数の発光素子の発光を制御することにより、複数の画素からなる円筒形のディスプレイ面を形成する３次元ディスプレイ装置を用いて、裸眼で視認できる立体画像を前記外側に居る人に提示する立体画像表示方法であって、
前記立体画像として表示する被写体を、1点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して複数の２次元画像を取得するか、または前記被写体を前記被写体中心点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して得ることができる複数の２次元画像と同等の複数の２次元疑似画像をコンピュータグラフィックス技術を用いて作成してこれを前記複数の２次元画像として取得する第１のステップと、
前記複数の２次元画像から１つの２次元画像を選択し、また選択した前記2次元画像に対応する視点位置から見ることができる１つの前記画素を前記複数の画素の中から選択する第２のステップと、
選択した前記１つの２次元画像を貼り付けた仮想面を想定し、前記１つの２次元画像中における前記被写体中心点に対応する画像中心点が前記円筒形のディスプレイ面の中心と一致し、かつ前記視点位置と前記ディスプレイ面の円筒中心とを結んだ直線が前記仮想面となす角度が前記被写体中心点と前記撮影機器のレンズ主点とを結んだ直線と前記撮影機器の撮像面がなす角度と一致するように前記仮想面を配置する第３のステップと、
前記視点位置から選択した前記１つの画素を通って前記仮想面まで延びる仮想延長線を想定する第４のステップと、
前記仮想延長線と前記仮想面とが交わる交点に対応する前記仮想面に貼り付けたものと想定した前記２次元画像上の色に基づいて、前記１つの画素から前記視点位置に向かう方向の前記１つの画素の表示色を決定する第５のステップと、
前記視点位置から見える前記複数の画素について前記第２乃至第５のステップを実行して前記複数の画素についての表示色を決定する第６のステップと、
前記複数の２次元画像の全てについて、前記第２乃至第６のステップを実行する第７のステップと、
前記複数の画素が、前記複数の２次元画像に対応する前記複数の視点位置からそれぞれ前記ディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された前記表示色になるように、前記複数の画素が出す光の色を前記光が出る水平方向の角度に応じて変えるように前記３次元ディスプレイ装置を制御する第８のステップとからなる立体画像表示方法。
【請求項７】
複数の発光素子が円筒面上に二次元に配置されてなる発光素子列構造体と、
前記発光素子列構造体の外側に配置され、複数のスリットが周方向に所定の間隔をあけて配置された構造を作るために、複数の遮光部が周方向に所定の間隔をあけて配置されてなる遮光部構造体とを備え、
前記遮光部構造体を回転させ且つ複数の前記発光素子列構造体に含まれる前記複数の発光素子の発光を制御することにより、複数の画素からなる円筒形のディスプレイ面を形成する３次元ディスプレイ装置を用いて、裸眼で視認できる立体画像を前記外側に居る人に提示する立体画像表示方法であって、
前記立体画像として表示する被写体を、1点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して複数の２次元画像を取得するか、または前記被写体を前記被写体中心点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して得ることができる複数の２次元画像と同等の複数の２次元疑似画像をコンピュータグラフィックス技術を用いて作成してこれを前記複数の２次元画像として取得する第１のステップと、
前記複数の２次元画像から１つの２次元画像を選択し、また選択した前記2次元画像に対応する視点位置から見ることができる１つの前記画素を前記複数の画素の中から選択する第２のステップと、
選択した前記１つの２次元画像を貼り付けた仮想面を想定し、前記１つの２次元画像中における前記被写体中心点に対応する画像中心点が前記円筒形のディスプレイ面の中心と一致し、かつ前記視点位置と前記ディスプレイ面の円筒中心とを結んだ直線が前記仮想面となす角度が前記被写体中心点と前記撮影機器のレンズ主点とを結んだ直線と前記撮影機器の撮像面がなす角度と一致するように前記仮想面を配置する第３のステップと、
前記視点位置から選択した前記１つの画素を通って前記仮想面まで延びる仮想延長線を想定する第４のステップと、
前記仮想延長線と前記仮想面とが交わる交点に対応する前記仮想面に貼り付けたものと想定した前記２次元画像上の色に基づいて、前記１つの画素から前記視点位置に向かう方向の前記１つの画素の表示色を決定する第５のステップと、
前記視点位置から見える前記複数の画素について前記第２乃至第５のステップを実行して前記複数の画素についての表示色を決定する第６のステップと、
前記複数の２次元画像の全てについて、前記第２乃至第６のステップを実行する第７のステップと、
前記複数の画素が、前記複数の２次元画像に対応する前記複数の視点位置からそれぞれ前記ディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された前記表示色になるように、前記複数の画素が出す光の色を前記光が出る水平方向の角度に応じて変えるように前記３次元ディスプレイ装置を制御する第８のステップとからなる立体画像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体視用メガネの装着が不要な立体画像表示方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発明者等は、マルチプレックスホログラムのように、裸眼で多人数が同時に３６０度全周から観察できる３次元ディスプレイ装置の一つとして、高速変調可能な１次元のＬＥＤ等の発光素子を鉛直方向に一列に並べた１次元の光源アレイを円筒形のパララクスバリアの内側で回転させる構造の３次元ディスプレイ装置を提案している［非特許文献１，２及び３］。この装置は、光源アレイと逆方向に円筒パララクスバリアを回転させることによって従来技術に比して細かい視差間隔で画像を表示できるという特長を有している。そして本発明の実施で使用する３次元ディスプレイ装置については、この装置を用いて実際に立体像を表示し，全周から観察できることが確認されている（非特許文献４）
さらに特開２００３−１９５２１４号公報［特許文献１］にも周回走査される発光アレイとパララクスバリアを用いた立体表示装置が提案されている。
【０００３】
また特開平１０−９７０１３号公報［特許文献２］には、複数の画素が円筒形のディスプレイ面を形成し且つ各画素が水平方向の角度によって異なる色及び明るさの光を出せるように構成されている３次元ディスプレイ装置を用いて、裸眼で視認できる立体画像をディスプレイ面の外側に居る人に提示する立体画像表示装置の他の例が示されている。
【非特許文献１】圓道知博、佐藤誠著「１次元光源列の回転操作による全周リアルタイム３次元ディスプレイ」、映像情報メディア学会誌、Ｖｏｌ５３．ｎｏ．３，ｐｐ．３９９〜４０４，（１９９９）
【非特許文献２】圓道知博、梶木善裕、本田捷夫、佐藤誠著の「全周型３次元動画ディスプレイ」３次元画像コンファレンス’９９論文集，ｐｐ．９９〜１０４  (１９９９)
【非特許文献３】圓道知博、梶木善裕、本田捷夫、佐藤誠著の「全周型３次元ディスプレイ」電子情報通信学会論文誌Ｄ−ＩＩ  Ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｄ−ＩＩ  Ｎｏ．６  ｐｐ１００３−１０１１，（２００１）
【非特許文献４】圓道知博，本田捷夫著の「全周型３次元ディスプレイカラー動画像表示システム」，３次元画像コンファレンス２００２論文集，ｐｐ．８９−９２（２００２）
【特許文献１】特開２００３−１９５２１４号公報（出願人：セイコーエプソン株式会社）
【特許文献２】特開平１０−９７０１３号公報（出願人：双葉電子工業株式会社）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の３次元ディスプレイ装置では、各画素が出す光を水平方向の角度によって独立に色と明るさを制御することによって立体画像の表示を行う。したがって３次元ディスプレイ装置に与えるデータは、画素の位置を特定する２つのパラメータに光を出す水平方向の角度のパラメータを加えた３つのパラメータに対して光の色と明るさを定める３次元のデータである。目的とする画像の表示を実現するためにこの形式のデータを生成することをここではレンダリングと呼ぶこととする。
【０００５】
従来は、ＣＧ画像のみを表示させており、計算機内の立体モデルから直接レンダリングを行う、いわばモデルベースレンダリングによって立体表示を行っていた。その方法は図１に示すように、画面１０１上の各画素１０２，１０３・・・からの光線を、表示すべき立体画像の物体１０４〜１０６から逆方向にトレースする方法で光線の色を決定し、前述の３次元データを生成していた。この方法は、物体からの光線を再現するという考え方において最も理解しやすい方法であると思われる。しかしながら従来の方法では、計算機内の立体モデルからオフラインで生成したデータの表示のみ行っており、人物等の実写画像の表示は実現できなかった。
【０００６】
本発明の目的は、実写画像及び実写模擬画像の立体表示を行うことができる立体画像表示方法を提供することにある。
【０００７】
また本発明の他の目的は、実写画像及び実写模擬画像の実時間表示に対応できる立体画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実写画像を扱う場合、画像情報のソースは視差を持った複数の２次元画像（視差画像とも言う）である。これを立体画像として表示する場合には、視点の位置に応じて複数の２次元画像の１つが選択的に見える状態を実現する必要がある。これは従来のレンティキュラ方式等の多眼式立体画像の考えと同じである。
【０００９】
本発明の立体画像表示方法では、複数の画素が円筒形のディスプレイ面を形成し且つ各画素が水平方向の角度によって異なる色及び明るさの光を出せるように構成されている３次元ディスプレイ装置を用いて、裸眼で視認できる立体画像をディスプレイ面の外側に居る人に提示する。このような３次元ディスプレイ装置としては、例えば、発明者等が開発した前述の３次元ディスプレイ装置を用いることができる。この発明者等が開発した３次元ディスプレイ装置は、複数の発光素子が縦に列を成すように配置されてなる一次元発光素子列が、周方向に所定の間隔をあけて複数配置されて構成された発光素子列構造体と、発光素子列構造体の外側に配置されて、複数のスリットが周方向に間隔をあけて形成された構造を作るために、遮光部が周方向に所定の間隔をあけて配置されてなる遮光部構造体とを備えている。そして発光素子列構造体の回転速度が遮光部構造体の回転速度よりも遅くなる条件の下で、発光素子列構造体と遮光部構造体とを、相反する方向に回転させ且つ複数の一次元発光素子列に含まれる複数の発光素子の発光タイミングを制御することにより、発光素子列構造体と遮光部構造体との間の空間に複数の画素を形成する。これら複数の画素からの光で、裸眼で視認できる立体画像を外側に居る人に提示する。なお原理的には、発光素子列構造体と遮光部構造体とを同じ方向に回転させてもよい。発光素子列構造体と遮光部構造体と回転させる場合には、互いに一定の速度比を保って回転させればよい。また複数の一次元発光素子列から構成された発光素子列構造体の代わりに、複数の発光素子が円筒面上に二次元に配置されてなる発光素子列構造体を用いる場合には、発光素子列構造体を固定し、遮光部構造体を回転させるようにしてもよい。
【００１０】
本発明の方法は、上記の３次元ディスプレイ装置だけでなく、特開平１０−０９７０１３号等の公知の他の３次元ディスプレイ装置を用いる場合にも当然にして適用できる。  本発明の方法では、まず立体画像として表示する被写体を、1点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して複数の２次元画像を取得するか、または被写体を被写体中心点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して得ることができる複数の２次元画像と同等の複数の２次元疑似画像をコンピュータグラフィックス技術を用いて作成してこれを複数の２次元画像として取得する（第１のステップ）。取得した複数の２次元画像は、データ処理が後で行われる場合には、メモリに保存され、データがリアルタイムで処理されるときには、メモリに保存しなくてもよい。ここで被写体中心点は、例えば、ある被写体をその外側から全周にわたって等しい距離から撮影機器で撮影する場合における、被写体側の距離測定のための一方の起点である。
【００１１】
次に、複数の２次元画像から１つの２次元画像を選択する。そして選択した２次元画像に対応する視点位置から見ることができる１つの画素を複数の画素の中から選択する（第２のステップ）。ここで視点位置とは、被写体中心点をディスプレイ面の円筒中心に対応させた場合における、選択した２次元画像を撮影した撮影機器（カメラ）のレンズ主点に対応する位置である。
【００１２】
そして選択した１つの２次元画像を貼り付けた仮想面を想定し、２次元画像中における被写体中心点に対応する画像中心点が円筒形のディスプレイ面の中心と一致し、かつ視点位置とディスプレイ面の円筒中心とを結んだ直線が仮想面となす角度が被写体中心点と撮影機器（カメラ）のレンズ主点とを結んだ直線と撮影機器（カメラ）の撮像面がなす角度と一致するように仮想面を配置する（第３のステップ）。ここで画像中心点とは、被写体中心点が２次元画像上に写っている点である。
【００１３】
その次に、視点位置から前記選択した１つの画素を通って仮想面まで延びる仮想延長線を想定する（第４のステップ）。この仮想延長線と仮想面とが交わる交点に対応する、仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色に基づいて、この１つの画素から視点位置に向かう方向の１つの画素の表示色を決定する（第５のステップ）。最も単純には、前述の交点に対応する仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色を、１つの画素から視点位置に向かう方向の１つの画素の表示色として決定すればよい。しかしながら仮想面に貼り付けたものと想定した2次元画像に、ディスプレイ装置が表示可能な最大の空間周波数より高い成分が含まれる場合に発生するエイリアシングを防止するためには、仮想延長線と仮想面とが交わる交点に対応する仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色と、前記交点の周囲にある複数の点に対応する、仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の複数の色とに基づいて、前記交点と前記複数の点との距離に応じた重み付き平均演算処理を行って１つの画素の表示色を決定するのが好ましい。なお、ディスプレイ装置が表示可能な最大の空間周波数は、隣り合う二つの画素の間隔、および、1つの画素が色及び明るさを独立に制御しうる水平方向の角度の離散化の間隔から決定される。
【００１４】
１つの視点位置から見える複数の画素について第２乃至第５のステップを実行して複数の画素についての表示色を決定する（第６のステップ）。そして複数の２次元画像の全てについて、その対応する全ての視点位置に関して、第２乃至第６のステップを実行する（第７のステップ）。
【００１５】
そして複数の画素が、複数の２次元画像に対応する複数の視点位置からそれぞれディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された前記表示色になるように、複数の画素が出す光の色を光が出る水平方向の角度に応じて変えるように３次元ディスプレイ装置を制御する（第８のステップ）。
【００１６】
本発明の方法によれば、仮想の円筒形のディスプレイ面上に２次元的に画素が配列された３次元ディスプレイ装置を用いて、それぞれの視点位置に対して対応する２次元画像を独立に表示できるので、実写画像またはその模擬画像の立体表示を実時間で実行することが可能になる。
【００１７】
第１のステップの実行と前記第２乃至第７のステップの実行とをリアルタイムで行えば、実写画像の表示をリアルタイム（実時間）表示することができる。
【００１８】
なお発光素子列に含まれる複数の発光素子としては発光ダイオード、レーザーダイオード、有機ＥＬ、プラズマディスプレイ素子、ＦＥＤ、ＳＥＤ、ＣＲＴなどのほか、液晶表示素子、ＤＭＤ素子等の空間光変調器と適当な光源を組み合わせたものが使用できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の方法によれば、複数の画素が円筒形のディスプレイ面を形成し且つ各画素が水平方向の角度によって異なる色及び明るさの光を出せるように構成されている３次元ディスプレイ装置を用いて実写画像または実写模擬画像の立体表示をディスプレイの外側から全周にわたって裸眼で視認できる形で実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下図面を参照して本発明の立体画像表示方法の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態で用いる３次元ディスプレイ装置１の基本構造を示している。この３次元ディスプレイ装置１は、複合回転構造体３を備えている。この複合回転構造体３は、発光素子列構造体５と、遮光部構造体７とを備えた構造を有する。発光素子列構造体５は、一次元発光素子列９が、周方向に所定の間隔をあけて複数配置されて構成された構造を有する。一次元発光素子列９は、複数個の発光ダイオードＬＥＤが縦（鉛直方向）に列をなすように支持部材に対して取り付けられた構造を有する。この例では、発光素子列構造体５を構成する複数の一次元発光素子列９は、それぞれ鉛直方向に単色の発光ダイオードが並んだ構造を有しており、赤色、緑色、青色の３種類の一次元発光素子列が周方向に繰り返し並んで発光素子列構造体５が構成されている。なお一次元発光素子列は、一つのパッケージに三色の発光体が入っている発光素子が複数個縦に並んだ構造とすることもできる。複数の一次元発光素子列５は、各一次元発光素子列５の上下位置に配置された図示しないリング状の細い連結フレームによって連結されている。
【００２２】
パララクスバリアと呼ばれる遮光部構造体７は、発光素子列構造体５の外側に配置され、３次元ディスプレイ装置１の外側に居る複数の人にそれぞれ立体画像を提示するための複数のスリット１０を形成するように複数の遮光部８が周方向に所定の間隔をあけて配置された構造を有する。発光素子列構造体５と遮光部構造体７とは、互いに一定の速度比を保って回転する。発光素子列構造体５と遮光部構造体７の回転方向は、互いに一定の速度比を保って回転するのであれば、図２に示すように互いに逆方向に回転してもよいが、同じ方向に回転してもよい。発光素子列構造体５と遮光部構造体７とを回転させるための駆動構造の説明は省略する。
【００２３】
本実施の形態で用いる３次元ディスプレイ装置１の基本原理については、既に発明者の一部が「１次元光源アレイとパララクスバリアを回転させる方式による円筒形の立体ディスプレイ」として発表している（圓道知博，梶木善裕，本田捷夫，佐藤誠：全周型３次元ディスプレイ，電子情報通信学会論文誌，Ｖｏｌ．Ｊ８４−Ｄ−ＩＩ，Ｎｏ．６．ｐｐ．１００３・０１１，２００１．）。発表した試作機においては１度毎といった狭い間で異なる画像を提示できる。試作機の動作原理は次のようになっている。遮光部構造体７（パララクスバリア）と、その内側にある発光素子列構造体５とが双方共に回転する。回転方向は逆である。発光素子列構造体５に設けた複数の一次元発光素子９が回転することによって、円筒面状のディスプレイ面上に画像を表示することが可能となる。発光素子列構造体５と遮光部構造体７（パララクスバリア）双方の回転によって相対位置が高速に変化する。それによって遮光部構造体７のスリット１０を通って出る細い光束の向きが走査され、それに同期して一次元発光素子列を構成する発光ダイオード素子ＬＥＤの輝度を変化させることによって時分割で光線再現を行う。その結果見る方向によって異なる画像（立体画像）を見せることが可能となる。
【００２４】
本実施の形態で使用した３次元ディスプレイ装置１の仕様は、表１に示す通りである。
【表１】
2006189962.tif 000003
【００２５】
具体的な、遮光部構造体（パララクスバリア）７に関しては、例えば試作機では１８００ｒｐｍでという高速で回転する。これに対して発光素子列構造体５は、同試作機で１００ｒｐｍ程度の速度で回転する。
【００２６】
本発明の立体画像表示方法では、このような３次元ディスプレイ装置１を用いて立体表示を次のようにして行う。本発明の方法を実施するためのレンダリング方法を図３乃至図５を参照しながら説明する。ここで３次元ディスプレイ装置１は円筒面（円筒形のディスプレイ面）上に円周方向にｌ個、軸方向にｍ個の画素が２次元配列されているとし、これらの画素の一つをＰ（ｊ，ｋ）のように表す。Ｐの添字は図４に示すように第一の添字は円周方向、第二の添字は円筒の軸方向の位置をそれぞれ表すものとする。したがってすべての画素はＰ（１，１）からＰ（ｌ，ｍ）までで表されることとなる。
【００２７】
まず最初に、立体画像として表示する被写体を、１点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器（カメラ）で撮影して複数の２次元画像を取得するか、または被写体を１点の被写体中心点を定めてその点を中心として外側から全周にわたって撮影機器で撮影して得ることができる複数の２次元画像と同等の複数の２次元疑似画像をコンピュータグラフィックス技術を用いて作成してこれを複数の２次元画像として取得する（第１のステップ）。これら複数の２次元画像は、コンピュータによって処理可能な画像データとして、メモリに保存される。２次元画像が実写画像であれば、３次元ディスプレイ装置１の入力は、カメラで撮影したｎ枚の２次元画像即ち実写画像であり、これをＩ（１）からＩ（ｎ）とする。この場合、撮影は、１台のカメラで行ってよいし、複数台のカメラを用いて行ってもよい。またカメラの種類は任意である。後のデータ処理を考えると、デジタルカメラにより撮影するのが好ましい。
【００２８】
次に、保存した複数の２次元画像［Ｉ（１）からＩ（ｎ）］から１つの２次元画像Ｉ（ｉ）を選択し、また複数の画素Ｐ（ｊ，ｋ）の中からＩ（ｉ）に対応する視点位置Ｖ（ｉ）から見ることができる１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）を選択する（第２のステップ）。ここで視点位置Ｖ（ｉ）とは、被写体中心点を円筒中心Ｏに対応させた場合における、２次元画像Ｉ（ｉ）を撮影したカメラのレンズ主点に対応する位置である。なお実際に２次元画像を撮影したときと、立体表示をするときとで、倍率が異なる場合は倍率に応じてＶ（ｉ）の位置を変更すればよい。
【００２９】
次に選択した２次元画像Ｉ（ｉ）を貼り付けた仮想面Ｂ（ｉ）を想定し、2次元画像Ｉ（ｉ）中における被写体中心点に対応する画像中心点が円筒形のディスプレイ面の中心即ち円筒中心Ｏと一致し、かつ視点位置Ｖ（ｉ）と円筒中心Ｏとを結んだ直線が仮想面Ｂ（ｉ）となす角度が被写体中心点とカメラのレンズ主点とを結んだ直線とカメラの撮像面がなす角度と一致するように仮想面Ｂ（ｉ）を配置する（第３のステップ）。
【００３０】
その次に、視点位置Ｖ（ｉ）から、選択した１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）を通って仮想面Ｂ（ｉ）まで延びる仮想延長線ＰＬを想定する（第４のステップ）。これらの想定は、実際的には、コンピュータを用いてデータの演算として行う。また撮影した際の結像面が曲面や多面体などのように単一平面でない場合には、仮想面Ｂ（ｉ）もそれに従った曲面等の形状としてもよい。この場合の仮想面Ｂ（ｉ）は、撮影条件に従い、視点位置Ｖ（ｉ）に対して適切な位置に配置することになる。
【００３１】
次に仮想延長線ＰＬと仮想面Ｂ（ｉ）とが交わる交点に対応する、仮想面Ｂ（ｉ）に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色に基づいて、１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）から視点位置Ｖ（ｉ）に向かう方向Ｄ（ｉ，ｊ，ｋ）の１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）の表示色Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）を決定する（第５のステップ）。原理的には、交点に対応する、仮想面Ｂ（ｉ）に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色を、１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）から視点位置Ｖ（ｉ）に向かう方向Ｄ（ｉ，ｊ，ｋ）の１つの画素Ｐ（ｊ，ｋ）の表示色Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）として決定すればよい。しかしながら仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像Ｉ（ｉ）に、ディスプレイ装置が表示可能な最大の空間周波数より高い成分が含まれる場合に発生するエイリアシングを防止するためには、仮想延長線と仮想面とが交わる交点に対応する仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の色と、前記交点の周囲にある複数の点に対応する仮想面に貼り付けたものと想定した２次元画像上の複数の色とに基づいて、前記交点と前記複数の点との距離に応じた重み付き平均演算処理を行って１つの画素の表示色Ｃ（ｉ，ｊ，ｋ）を決定するのが好ましい。このような重み付き平均演算処理を行うと、実質的に２次元画像Ｉ（ｉ）の空間周波数の最大値を制限することになるので、エイリアシングの発生を防止できる。
【００３２】
なお、ディスプレイ装置が表示可能な最大の空間周波数は、画素の間隔、および、1つの画素が色及び明るさを独立に制御しうる水平方向の角度の離散化の間隔から決定される。
【００３３】
１つの視点位置Ｖ（ｉ）から見える複数の画素について前述の第２乃至第５のステップを実行して複数の画素Ｐについての表示色を決定する（第６のステップ）。そして全ての２次元画像に対応する全ての視点位置Ｖ（ｉ）に関して、第２乃至第６のステップを実行し（第７のステップ）、全ての複数の画素が、複数の視点位置からそれぞれディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された表示色になるように一次発光素子列９に含まれる複数の発光素子ＬＥＤの発光タイミングを制御する（第８のステップ）。すなわち複数の２次元画像に対応する複数の視点位置からそれぞれディスプレイ面を見たときに、第１乃至第７のステップにより決定された表示色になるように、複数の発光素子ＬＥＤが出す光の色を光が出る水平方向の角度に応じて変えるように３次元ディスプレイ装置を制御する。発光素子ＬＥＤの駆動は、図示しない発光素子駆動装置を用いて行う。図６は、上記の各ステップ２乃至８をコンピュータを利用して実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例の内容を示すフローチャートである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】従来の方法を説明するために用いる図である。
【図２】本発明の実施の形態で用いる３次元ディスプレイ装置１の基本構造を示す図である。
【図３】本発明の方法の原理を説明するために用いる図である。
【図４】図３を用いて本発明の方法の原理を説明する際に用いる画素の特定の仕方を示す図である。
【図５】図３を用いて本発明の方法の原理を説明する際に補助的に用いる図である。
【図６】本発明の実施の形態の方法のステップ２乃至８をコンピュータを利用して実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムの一例の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  ３次元ディスプレイ装置
３  複合回転構造体
５  発光素子列構造体
７  遮光部構造体
８  遮光部
９  一次元発光素子列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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